磷酸铁锂电池低温性能的技术突破分析

低温是电动汽车在我国大北方、高寒地区等地推广的一个障碍，更是动力电池企业的一块心病，攻克动力磷酸铁锂电池的耐低温问题，一直是业内重点努力的方向之一。锂电池低温性能不断突破，不怕天冷！

磷酸铁锂电池低温性能的影响

以磷酸铁锂电池为例，这种电池安全性高，单体寿命较长，但低温性能比其他技术体系的电池略差。低温对磷酸铁锂的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。比如，磷酸铁锂正极本身电子导电性比较差，低温环境下容易产生极化，从而降低电池容量；受低温影响，石墨嵌锂速度降低，容易在负极表面析出金属锂，如果充电后搁置时间不足而投入使用，金属锂无法全部再次嵌入石墨内部，部分金属锂持续存在负极的表面，极有可能形成锂枝晶，影响电池安全；

低温环境下，电解液黏度会增加，锂离子迁移阻抗也会随之增大；此外，在磷酸铁锂电池的生产工艺中，粘接剂也是一个非常关键的因素，低温对粘接剂的性能也会产生较大影响。

低温带来的另外一个问题，反映到用户端就是充电时间延长。在低温下充电，电池容易析锂，所以充电之前，一般要对电池进行缓慢加热，等电池温度升高至正常温度后再进行充电。解决电池的耐低温问题，通常从电池材料、电芯设计及PACK制造三方面着手，提高锂的低温充放电性能和循环寿命。

磷酸铁锂电池低温性能得到技术突破

威能在特种电池领域深耕多年，尤其是在超低温电池技术领域持续研发和创新，不断取得突破，成为国内特种电池领域的强有力竞争者，而其研发的-45℃超低温磷酸铁锂电池就是威能在特种领域一大利器。在-45℃超低温恶劣环境中应用稳定释放电池额定容量90%以上，山东威能环保电源科技股份有限公司的最新产品在CIBF2018一经亮相，就吸引了众多业内人士的广泛关注，再次向世人展现了“威能力量”。

威能与中科院化学所合作研发、生产的磷酸铁锂电池低温性能实现重大突破，在低温零下45度依然能够放出额定容量的90%以上，该技术处于国内领先、国际先进水平。威能研发的特种超低温磷酸铁锂电池已经通过了极寒测试，目前该产品并批量供货于特种航天领域，在高品质动力电池领域独树一帜，成为威能在特种领域的又一大市场竞争利器和拳头产品。

与动力电池相比，特种磷酸铁锂电池对产品的安全性，可靠性和耐低温等性能要求更高，同时还对企业有严格的资质要求。

天能在磷酸铁锂电池技术创新方面再次取得新的突破，成功攻克了磷酸铁锂电池低温方面的技术瓶颈，并获得国家产品质量监督局认证，在行业引起了强烈反响。据天能集团锂电研发人员介绍，在磷酸铁锂电池中隔膜材料成本很高，隔膜的好坏却又左右了锂电池的性能、寿命和可靠性。

天能技术人员通过改进工艺配方，优化结构设计，匹配优质材料，成功突破了磷酸铁锂电池的技术瓶颈，研发的新一代锂电池经过测试，不但充电倍率和放电倍率上的表现良好，其加速性能、充电时间、安全性能等都呈现更强优势，而且还在低温放电方面表现不俗，在零下摄氏20度放出能量达到80%以上，远远超过国家60%的标准。

天能集团早在5年前就开始致力于锂电的研发和生产，依托天能国家级博士后工作站和院士工作站，自主研发的磷酸铁锂动力电池相继在大容量锂离子动力电池安全性、正负极材料、电解液研究等方面取得突破性进展：挤压、针刺、短路等极端使用状况下不起火、不燃烧、不爆炸。

钛酸锂电池

作为锂电池之一种，钛酸锂电池的耐低温性能则比较优异。尖晶石结构的钛酸锂负极材料嵌锂电位约1.5V，不会形成锂枝晶，在充放电过程中体积应变小于1%。纳米化的钛酸锂电池可大电流充放电，实现了低温快充的同时又保障了电池的耐久性和安全性。

钛酸锂电池优异的耐低温性能。钛酸锂电池具备在-50~60℃温度范围的正常充放电能力，耐低温效果良好。钛酸锂电池凭借其优异的耐低温性能，成为我国在寒冷地区推广新能源汽车的先锋。目前，很多三元锂电池也具备了耐低温的特性，钛酸锂电池更是耐低温性能中的佼佼者，电动汽车推广存在的低温瓶颈也将逐步得到解决。

磷酸铁锂电池有高比能量、高比功率、高能量转换效率、长循环寿命等优点，但目前存在低温时难以放电和充电的问题。低温环境下，电池充电有一定的风险。因此业内人士建议，尽量避免锂离子电池在低温下充电。当电池必须在低温下充电时，需要尽可能选择小电流（即慢充）对锂离子电池进行充电。